氮的同位素气体-15N

简单介绍一下15N同位素气体

15N同位素气体,化学式为15N2,也被称为氮气-15N2或15N氮气。它是一种无色、无味的窒息性气体。15N是稀有的氮的同位素,形成15N的来源分别是氧-15的正电子发射和碳-15的贝塔衰变。在环境方面,这种物质可能具有危害性,对水体应给予特别注意。

氮有两种同位素,即14N和15N。这两种同位素都具有很多用途。例如,15N用于生产放射性同位素15O,后者可用于PET试验。15N还可用于研究植物的氮摄取和人体中蛋白质的代谢。14N可用于生产PET中的放射性同位素11C,也可用于生产13N和15O。此外,除了常规的δ15N比值,同位素在分子之中的排布方式也可以提供信息,例如最常见的即14N14N分子,而较罕见的为双取代的15N15N 分子。

15N同位素气体如何获得?

15N同位素气体的获取主要有两种方式。一种是通过一氧化氮(NO)与HNO₃体系的同位素交换法,此方法在20世纪30年代中后期被首次采用。

另一种方式则是一氧化氮(NO)低温精馏法,这是现代工业生产中常用的一种有效方法。

另外,15N也可以通过氧-15的正电子发射和碳-15的贝塔衰变产生。它在自然界中相对稀有,仅占天然氮的0.364%。

15N同位素气体的应用

15N同位素气体的作用很广。例如,在农业科研领域,稳定性同位素15N、13C被广泛应用于植物生理生化研究、土壤与植物营养研究、植物保护研究等。除此之外,15N还会被用作测定植物吸收土壤 Ammonium及NO3-获得氮素的相对比率,明确土壤中碳和氮周转速率,判定N₂O的来源等。

氮的同位素与PET的关系?

氮的同位素,特别是15N和14N,与正电子发射断层扫描(PET)有密切关系。15N被用于生产放射性同位素15O,这种放射性同位素是PET试验中的关键元素。另一方面,14N则可用于生产PET中的另一种重要放射性同位素11C。此外,氮作为生物体结构的主要组成元素,在植物蛋白质、叶绿素、酶以及多种维生素的合成中都发挥着关键作用。这在一定程度上影响了我们对PET等技术的理解和运用。